摘要：闡述了基于“域”管理技術的國產DCS——EDPF-NT分散控制系統的概念及其在實現全廠主輔控制系統一體化中的應用。
　　
　　引言
　　
　　DCS為分散控制系統的英文（TOTALDISTRIBUTEDCONTROLSYSTEM）簡稱。指的是危險分散、數據集中。70年代中期進入市場，完成模擬量控制，代替以PID運算為主的模擬控制儀表。PLC于60年代末研制成功，稱作邏輯運算的可編程序控制器（ProgrammableLogicController），簡稱PLC。DCS和PLC都是計算機技術與工業控制技術相結合的產物，目前火電廠主機控制系統用的是DCS，而PLC主要應用在電廠輔助車間。
　　
　　一、基于“域”管理技術的EDPF-NT分散控制系統簡介
　　
　　分散控制系統的“分散”主要體現在獨立的控制器上，“集中”主要體現在具有完整數據的人機交互設備上，而將分散和集中連接成集散系統的正是網絡。分散控制系統的網絡通訊系統好比人的神經網絡，起著連接“大腦”——人機交互設備和“四肢”——控制器的重要作用。因此，從DCS發展的早期，網絡就成為了DCS生產廠家的核心技術方向，冗余技術、窄帶傳輸技術都是DCS廠家zui早研發或應用成功的。
　　
　　隨著機組容量增大和參數提高，機組的測點規模隨之增大，控制系統規模的擴大，對實時數據庫和網絡通訊系統將產生明顯的影響。為滿足系統規模增大后的實時性、可靠性要求，就必須解決好大規模實時數據快速、安全檢索及大信息流競爭網絡資源等問題。大機組采用直流鍋爐，在直流鍋爐中循環工質總質量下降，循環速度上升，工藝特性加快。超臨界參數波動范圍要求更嚴，進一步強化了對快速控制的要求。此外大機組熱力系統更為復雜，設置了更多的熱工保護項目，以避免因操作失誤而造成重大設備損壞。同時，由于超臨界機組容量大，機組安全運行對整個電網的安全也至關重要。這就要求整個自動化系統具備更高的安全和可靠性。
　　
　　基于“域”管理技術的EDPF-NT分散控制系統采用的是美國模式的扁平化對等網絡結構。這種DCS網絡結構具備三大優點：1、系統可靠性高，實時性好。2、無網絡服務器，降低危險集中風險。3、無雪崩效應，可靠性高。EDPF-NT分散控制系統zui大的技術亮點就是其的網絡“域”管理技術。為了適應大型工業過程全面實行計算機控制和一體化集中控制的需要，EDPF-NT分散控制系統支持面向廠區級應用的基于分布式計算環境（DCE）的多域網絡環境。采用“域”管理技術，每個域都包含有一套獨立的DCS核心結構，各域之間相互隔離，互不影響。采用“域”管理技術，系統各部分規模減小，便于管理，任何故障將被局限在有限域內，安全性更好。采用“域”管理技術，各域之間相互隔離，沒有任何數據耦合，杜絕非法數據跨域訪問。采用“域”管理技術，操作員站等人機交互設備可以根據需要同時加入多個域，從而成功解決多套控制系統管理互連及集中監控功能的要求，為實現全廠主輔控制系統一體化提供了有力的技術支撐。
　　
　　二、全廠主輔控制系統一體化的實現
　　
　　2.1DCS與PLC的區別及應用范圍
　　
　　在火電廠熱工自動化領域，DCS和PLC是兩個*不同而又有著千絲萬縷的概念。DCS和PLC都是計算機技術與工業控制技術相結合的產物，目前火電廠主機控制系統用的是DCS，而PLC主要應用在電廠輔助車間。
　　
　　DCS的核心概念是危險分散，數據集中的計算機控制系統，因此DCS的發展過程，就是在不斷的運用計算機技術、通訊技術和控制技術的成果，來構建一個完整的集散控制體系，DCS給用戶提供的是一個完整的面向工業控制的安全可靠靈活的解決方案。而PLC的核心概念是可編程序控制器，目的是用來取代繼電器，執行邏輯、計時、計數等順序控制功能，建立柔性程序控制裝置。所以，PLC不斷發展的主線是在不斷地提高各項能力指標，給用戶提供一個完善的功能靈活的控制裝置。
　　
　　DCS是一個體系，PLC是一個裝置，這是兩者在概念上的根本區別。在熱工自動化領域，主廠房控制系統基本上毫無例外地使用DCS，而在輔助車間才使用PLC。其主要原因是早期的DCS系統非常昂貴，人們認為輔助車間的運行可以間斷，可靠性要求不是很高，且模擬量控制要求較少，從降低成本的角度出發，往往選擇PLC來構建控制系統。而鍋爐、汽機和發電機的控制系統，要求長期穩定可靠地運行，信號中含有相當比例的模擬量，從系統的性能出發，人們不得不選擇了昂貴的DCS。
　　
　　2.2全廠主輔控制系統一體化是火電廠控制系統發展的必然趨勢
　　
　　隨著我國火電機組單機容量不斷擴大，大容量、高參數、低能耗機組不斷增加，輔機設備數量不斷增加，輔助控制系統在火電機組中的地位也越來越重要，如果輔控系統不完善，會很大程度上制約電力的正常生產。在我國電廠的控制領域，存在一個突出的問題，就是電廠的許多輔機控制系統，成為了一個個“自動化孤島”。例如，化水、輸煤、除灰、除渣、加藥系統，以及循環水泵房和工業水泵房等，往往采用了各個廠家各種型號的PLC系統。這些PLC通常都可以滿足電廠各個獨立的輔機系統的控制要求，但是它們往往難以和主廠房的DCS系統實現相互的通信和信息共享，難以實現全廠所有運行設備生產過程信息的“全廠一體化”。也就是說，在主廠房的集控室內，在DCS系統的屏幕上，往往難以看到全廠所有輔機系統的運行情況；更難以及時了解和掌握各個輔機系統發生的故障和事故情況；不能實現全廠生產信息的共享。所以它們就成為獨立于DCS系統以外的一個個“自動化孤島”。各輔助系統多采用可編程邏輯控制器（PLC）與上位機相結合的監控模式，有各自的控制室和生產運行人員。這種傳統的、分散型的監控模式，造成設備和人員的重復配置，不利于集中管理和提高勞動生產率。利用*的網絡技術和通信技術，將各自獨立的輔助子系統連接成網，在維持原有控制設備分布的同時，在相對統一的控制室內實現對多個同類輔助系統的集中監控操作，正成為電廠輔助車間提高控制水平的發展方向和實現減人增效目標的重要手段，也是電廠消除自動化“孤島”現象，實現管控一體化的前提和基礎。基于DCS控制下主輔控系統大大提高全廠的自動化生產水平，有利于廠級監控和MIS管理，真正做到了分散控制集中管理。為電廠的減員增效起到了很好的作用，為電廠的輔控車間，zui后取消運行生產人員，達到無人值班，提供了可能。
　　
　　應用了*的“域”管理技術，可以方便的在全廠主輔一體化控制系統中加入每個子系統或將子系統重新劃分，而不影響整個系統和其他子系統的正常運行，方便了輔控系統的逐步投運以及投運后電廠的檢修和維護工作。
　　
　　由于全廠主輔控制系統采用一體化設計，真正實現了輔助車間集中監視和控制，達到資源共享，合并減少或取消就地操作監控點，自動化水平提高，為電廠的減員增效起到了很好的作用，也為電廠的輔控車間級zui終取消運行人員，進而實現全部監控提供了條件，對于熱控維護人員，可以不用學習和掌握多種控制系統，避免了雜而不精的情況出現，同時減少了培訓費用，也降低了熱控人員的維護工作強度；大大降低了備品備件數量，優化了電廠資源配置，減少了維護費用，降低了產品成本，為增強電廠的市場競爭力提供了重要保證；合理有效的提高了輔助系統的控制水平，提高了輔助車間自動化控制和管理水平，提高了電廠運行的經濟性。
　　
　　2.3全廠主輔控制系統一體化方案案例介紹
　　
　　火電廠輔助車間集中監控系統由水、煤、灰、脫硫等多個相互獨立的控制分系統構成，所以，其網絡通信系統應該選擇基于分布式環境的多域網絡環境。這樣，在邏輯上，把各個輔助車間工藝子系統組織成多個互相獨立的域。各個域之間的通訊相互隔離、互不影響。每個子系統只屬于一個域，全局集中操作員站等MMI（人機界面）設備可以根據需要同時加入多個輔助車間控制域，從而可以對整個輔助車間進行集中監控。輔助車間集中監控DCS由各個獨立工藝子系統及集中監控點的操作員站、工程師站、歷史站、SIS接口站等組成。一體化的輔助車間集中監控DCS系統內無需網絡服務器、無需通訊管理站，沒有任何通訊瓶頸。
　　
　　國電寶慶電廠一期2×660MW主輔控制系統以"域"（DOMAIN）的概念構造通訊網絡，構成單元機組+公用系統+單元機組＋輔控的DCS網絡，公用系統和輔控系統實現網絡上的獨立性，公用系統可以在兩臺單元機組同時監視、操作、組態，同時又具備相互閉鎖和網絡隔離的功能。寶慶電廠輔網一體化的網絡結構為星型，每個子系統在網絡中作為不同的"域"存在。通過軟件設置可實現中央控制室的操作員站能對各個子系統進行雙向數據交換，即既能監視也能操作；同時中央控制室的操作員站對各個子系統的操作與子系統的操作能互閉鎖。
　　
　　三、結語
　　
　　不管輔控系統是采用PLC還是DCS，輔控一體化是未來電廠輔控系統發展的必然方向；而采用DCS則更容易實現主輔控一體化。輔控一體化實現了多個輔控系統的互聯，信息共享，加快了信息的傳遞速度，簡化了操作。但在信息共享的同時，必須實現操作互鎖。對于沒有實現一體化的輔控系統，設備操作在就地控制室完成。而實現了一體化的輔控系統，可以在集控室或就地控制室完成。而為安全起見，同一時間只允許一臺操作員站對設備進行操作，因此就涉及到集控室操作和就地控制室操作的閉鎖問題。這是輔控一體化所必須要解決的問題。
　　
　　基于“域”管理技術的國產DCS——EDPF-NT分散控制系統將不同的輔控系統設置在不同的域中，分別設置不同的權限。其權限的設置決定了操作方式,從而解決了輔控一體化集控室操作和就地控制室操作的閉鎖問題。